1.5.1. Обмоточные провода
1.5.1.1. Медные обмоточные провода
Они предназначены для изготовления обмоток трансформаторов, дросселей, реле, высокочастотных катушек, резонансных контуров и т. п. Эти провода могут иметь эмалевое покрытие, из волокнистых материалов и комбинированную изоляцию из эмали и волокнистых материалов. Эмалевая изоляция обладает лучшими электроизоляционными свойствами по сравнению с волокнистой изоляцией. Эмалированные провода на масляных лаках марок ПЭЛ и ПЭЛ У применяются для изготовления обмоток различного рода катушек, однако если провод при изготовлении обмотки или в процессе работы катушки испытывает повышенные механические воздействия, то эти провода дополнительно защищают обмоткой из хлопчатобумажной пряжи, капроновым волокном или натуральным шелком (марки ПЭЛБО, ПЭЛШКО, ПЭЛШО и т. п.). Термостойкость проводов перечисленных марок, включая ПЭЛ и ПЭЛУ, порядка 100…105 °C, причем обмотка из капронового волокна выше по термостойкости, чем из натурального шелка и хлопчатобумажной пряжи. Кроме того, капроновое волокно превосходит натуральный шелк по стойкости против истирания и более надежно при воздействии таких растворителей, как бензин, бензол, трансформаторное масло и т. п. Электроизоляционные свойства капрона такие же, как у натурального шелка, и несколько выше, чем у хлопчатобумажной пряжи.
Однако, несмотря на высокую механическую прочность, провода с волокнистой изоляцией имеют значительно больший наружный диаметр, чем эмалированные. Поэтому созданы высокопрочные эмалированные провода марки ПЭВ-1 и ПЭВ-2, ПЭЛР-1, ПЭЛР-2, ПЭВТЛ-1 и ПЭВТЛ-2. Провода последних марок обладают повышенной термостойкостью, выдерживая длительный нагрев до 130 °C, а кратковременный до 150…180 °C. По сравнению с другими высокопрочными эмалированными проводами они обладают большим сопротивлением изоляции и меньшим tgδ. Тангенс угла диэлектрических потерь tgδ характеризует удельные потери энергии в диэлектрике, находящемся в переменном электрическом поле. Чем больше tgδ, тем больше нагрев диэлектрика. Поэтому они особенно пригодны в качестве провода для намотки высокочастотных катушек индуктивности. Кроме того, провода марок ПЭВТЛ-1 и ПЭВТЛ-2 залуживаются путем погружения в расплавленный припой или при помощи паяльника без предварительной зачистки эмали и без применения флюсов. Наиболее термостойки провода марки ПЭТВ - до 155 °C. Кратковременный нагрев они выдерживают до 200 °C.
Основные параметры наиболее часто применяемых медных обмоточных проводов приведены в таблице 1.5.
Пробивные напряжения эмалевой изоляции четырех видов обмоточных проводов приведены в таблице 1.5, а.
При выборе марки провода учитывают рабочую температуру, электрическую прочность изоляции и надежность провода. В аппаратуре на полупроводниковых приборах используются в основном провода с эмалевой изоляцией. При повышенных требованиях к надежности аппаратуры рекомендуются провода с двухслойной изоляцией. Провода с комбинированной изоляцией применяют при повышенных механических нагрузках в процессе намотки или эксплуатации аппаратуры.
1.5.1.2. Высокочастотные обмоточные провода (литцендраты)
Они предназначены для изготовления высокочастотных катушек индуктивности с высокой добротностью. Эти провода состоят из пучка эмалированных проволок (их количество может быть более 1000) диаметром 0,05; 0,07; 0,1 и 0,2 мм. Изготовление таких проводов из большого числа изолированных проволок вызвано явлением так называемого поверхностного эффекта. Суть его заключается в том, что на высоких частотах ток вытесняется к внешней поверхности провода под действием переменного магнитного поля внутри сплошного провода, в результате чего увеличивается активное сопротивление этого провода. Чтобы ослабить это вредное влияние, высокочастотный провод составляют из большого числа изолированных друг от друга проволок, увеличивая тем самым его токонесущую поверхность.
Выпускаются высокочастотные обмоточные провода следующих марок: ЛЭЛ и ЛЭП - без дополнительной изоляции пучка; ЛЭЛО - с обмоткой из шелка с лавсаном в один слой; ЛЭП КО - с обмоткой из капронового волокна в один слой; ЛЭШО - с обмоткой из натурального шелка в один слой; ЛЭЛД - с обмоткой из шелка с лавсаном в два слоя; ЛЭШД - с обмоткой из натурального шелка в два слоя. Провода марок ЛЭП и ЛЭПКО перед лужением не требуют зачистки.
Основные параметры некоторых высокочастотных обмоточных проводов приведены в таблице 1.6.
1.5.1.3. Обмоточные провода высокого сопротивления (манганин, константан, нихром)
Для изготовления образцовых резисторов, магазинов сопротивлений, шунтов к измерительным приборам и добавочных сопротивлений к вольтметрам используют манганин, обладающий малым TKR (температурным коэффициентом сопротивления), большим удельным сопротивлением и малой термоэдс в контакте с медью.
Для изготовления реостатов и балластных резисторов используют проволоку из никелина, нейзельберга, реотана и константана, а в нагревательных приборах - из нихрома, фехраля и хромаля.
Константановые провода, изолированные эмалями на масляных лаках (марка ПЭК), изготавливаются из твердой проволоки диаметром 0,03…0,09 мм и из твердой и мягкой проволоки диаметром 0,1…0,15 мм.
Манганиновые провода с эмалями на масляных лаках изготавливаются из твердой (марка ПЭМТ) и мягкой (марка ПЭММ) проволоки.
Нихромовые провода, изолированные масляной эмалью, выпускаются под маркой ПЭНХ. Кроме упомянутых, выпускаются эмалированные высокопрочные константановые, манганиновые и нихромовые провода с повышенной толщиной изоляции (маркируются соответственно цифрами 1 и 2), причем манганиновые и константановые провода изготавливаются из твердой и мягкой проволоки, а нихромовые провода только из мягкой проволоки.
Термостойкость всех проводов (кроме нихромовых марки ПЭНХ) такая же, как у медных проводов с соответствующей изоляцией.
Марки и основные применения наиболее распространенных обмоточных проводов высокого сопротивления указаны в таблице 1.7.
1.5.2. Монтажные провода
Выпускаются в изоляции из полихлорвинила, полиэтилена, а также с волокнистой дополнительной изоляцией (первый слой).
Провода с волокнистой изоляцией применяют в аппаратуре, работающей в нормальных условиях (при невысокой влажности и температуре), когда исключена возможность конденсации воды в аппаратуре и отсутствуют резкие климатические изменения. Наиболее термостойки провода с изоляцией из фторопласта (до 250 °C).
По конструкции токопроводящей жилы различают однопроволочные (негибкие) и многопроволочные (гибкие) монтажные провода. Основные параметры монтажных проводов приведены в таблице 1.8.
Только для проводов с токопроводящей жилой сечением 0,07 и 0,12 мм; провода с большим сечением токопроводящих жил могут работать при напряжениях до 1000 В переменного тока.